A东忘 OTONG UNIVERSITY 第9章合成高分子材料 单位:土木工程系
第9章 合成高分子材料 单位：土木工程系
91概述 9.1.1高分子化合物的概念 高分子化合物,又称高分子聚合物,简称高聚物 是由许多低分子化合物作为组成单元,多次相 互重复连接聚合而成的物质。 如:聚乙烯结构为:…CH2CH2CH CH 缩写[CH2CH2ln 乙烯称为:单体;最小重复结构单元,CH CH2称为:链节;n称为:聚合度 特点:分子量很大,化学组成比较简单
9.1 概述 9.1.1 高分子化合物的概念 高分子化合物，又称高分子聚合物，简称高聚物。 是由许多低分子化合物作为组成单元，多次相 互重复连接聚合而成的物质。 如 ： 聚 乙 烯 结 构 为 ： …CH2—CH2…CH2— CH2… 缩写 [ CH2—CH2 ]n 乙烯称为：单体；最小重复结构单元，—CH2— CH2—称为：链节；n称为：聚合度。 特点：分子量很大，化学组成比较简单
9.1.2合成高分子材料的分子特征 1.分类 线型无支链结构聚合物:聚苯乙烯(PS 线型聚合物: 密度聚乙烯(HDPE)、聚醋纤维素分子。 有长链、支链(线型带支链结构聚合物:低密度聚乙烯 (LDPE)、聚醋酸乙烯(PVAC)等。 按链节在空 间排列的几 特点:在一定溶剂中可溶解、软化、甚至熔化 何形状分 线型大分子间相互交联成网状三维结构,有 体型聚合物 酚醛树脂(PF)、不饱和聚醋(UP)、环氧树脂 (EP)、脲醛树脂(UF)等。 特点:成型后再加热,不软化,也不能流动
9.1.2 合成高分子材料的分子特征 1. 分类 按链节在空 间排列的几 何形状分 线型聚合物： 有长链、支链 体型聚合物 线型无支链结构聚合物：聚苯乙烯(PS)、 密度聚乙烯(HDPE)、聚醋纤维素分子。 线型带支链结构聚合物：低密度聚乙烯 (LDPE)、聚醋酸乙烯(PVAC)等。 特点：在一定溶剂中可溶解、软化、甚至熔化 线型大分子间相互交联成网状三维结构，有 酚醛树脂(PF)、不饱和聚醋(UP)、环氧树脂 (EP)、脲醛树脂(UF)等。 特点：成型后再加热，不软化，也不能流动
2.合成高分子材料的性能特点 性能优点 性能缺点: (1)优良的加工性能 (1)易老化 (2)质轻 (2)可燃性及毒性 (3)导热系数小 (3)耐热性差 (4)化学稳定性较好 (5)电绝缘性好。 (6)功能的可设计性强 (7)出色的装饰性能
2. 合成高分子材料的性能特点 性能优点： (1)优良的加工性能 (2)质轻 (3)导热系数小 (4)化学稳定性较好 (5)电绝缘性好。 (6)功能的可设计性强 (7)出色的装饰性能 性能缺点： (1)易老化 (2)可燃性及毒性 (3)耐热性差
92土木工程中的高分子材料 9.2.1建筑塑料 1.建筑塑料的基本组成 (1)合成树脂 (2)添加剂 目的:为了改善塑料的某些性能。不同塑料所加 入的添加剂不同,常用的添加剂类型有: ①填料 ②增塑剂 ③其他添加剂
9.2 土木工程中的高分子材料 9.2.1 建筑塑料 1.建筑塑料的基本组成 (1)合成树脂 (2)添加剂 目的：为了改善塑料的某些性能。不同塑料所加 入的添加剂不同，常用的添加剂类型有： ① 填料 ② 增塑剂 ③ 其他添加剂
2.建筑塑料的分类及主要性能 建筑上常用的塑料可分为热塑性塑料和热固 性塑料,其主要性能见表9-1
2.建筑塑料的分类及主要性能 建筑上常用的塑料可分为热塑性塑料和热固 性塑料，其主要性能见表9-1
表9-1建筑上常用塑料的性能 热塑性塑料 热固性塑料 性能聚氯乙烯聚氯乙烯 (硬) (软) 聚乙烯聚苯乙烯聚丙烯 酚醛 有机硅 密度 0.92 0.90~ /(g·cm3)1.45 1.0 0.91 36 拉伸强度 /MPa 11~13 35~63 30~63 伸长率/%20~40200~400200~5501~1.3 >200 1.0~1.5 抗压强度 55~90 7~12.5 80~110 39~56 70~210110~170 MPa 抗弯强度70-10 55~110 85~105 / MPa 弹性模量 800 /GP 420 130~250 420 700 线膨胀系 数10-55~18.5 16~18 10.8 5~6.0 耐热/℃50~7065~80 100 65~95 100~120 120 300 耐溶剂性洛于环已溶于环已室温下无落于芳香室温下无不答于任洛于芳香
表9-1 建筑上常用塑料的性能 性能 热塑性塑料 热固性塑料 聚氯乙烯 (硬) 聚氯乙烯 (软) 聚乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯 酚醛 有机硅 密度 /(g•cm-3) 1.35～ 1.45 1.3～1.7 0.92 1.04～ 1.07 ０.90～ 0.91 1.25～ 1.36 1.65～ 2.00 拉伸强度 ／ＭPa 35～65 7～25 11～13 35～63 30～63 49～56 ＿ 伸长率/% 20～40 200～400 200～550 1～1.3 >200 1.O～1.5 ＿ 抗压强度 /MPa 55～90 7～12.5 ＿ 80～110 39～56 70～210 110～170 抗弯强度 ／ＭPa 70～110 ＿ ＿ 55～110 42～56 85～105 48～54 弹性模量 /GPa ２５００ ～４２０ ０ ＿ 130～250 ２８００ ～４２０ ０ ＿ ５３００ ～ ７００ ０ ＿ 线膨胀系 数10－５ /℃－１ 5～18.5 ＿ 16～18 6～8 10.8～ 11.2 5～6.O 5～5.8 耐热/℃ 50～70 65～80 100 65～95 100～120 120 300 耐溶剂性 溶于环己 酮 溶于环己 酮 室温下无 溶剂 溶于芳香 族溶剂 室温下无 溶剂 不溶于任 何溶剂 溶于芳香 族溶剂
3.塑料制品 (1)塑料型材 1)塑料地板 为了保护人民的身体健康,国家制订的 GB18586-2001《室内装饰装修材料聚氯乙烯 卷材地板中有害物质限量》中除规定禁止使 用铅盐做稳定剂外,在标准限量指标上也着 重控制氯乙烯单体、铅、镉含量和有机化合 物挥发总量,具体指标见表9-2
3.塑料制品 (1)塑料型材 1）塑料地板 为了保护人民的身体健康，国家制订的 GB18586-2001《室内装饰装修材料聚氯乙烯 卷材地板中有害物质限量》中除规定禁止使 用铅盐做稳定剂外，在标准限量指标上也着 重控制氯乙烯单体、铅、镉含量和有机化合 物挥发总量，具体指标见表9-2
表9-2聚乙烯卷材地板中有害物质限量值 发泡类卷材地板 非发泡类卷材地板 玻璃纤维基材其他基材玻璃纤维基材其他基材 挥发物限量(g°m2) ≤75 ≤35 ≤10 氯乙烯单体(mgkg-1) 可溶性铅(mg·kg-1) 20 可溶性镉(mgkg-1)
表9-2 聚乙烯卷材地板中有害物质限量值 发泡类卷材地板 非发泡类卷材地板 挥发物限量（g•m -2） 玻璃纤维基材 其他基材 玻璃纤维基材 其他基材 ≤75 ≤35 ≤40 ≤10 氯乙烯单体（mg•kg-1） ≯5 可溶性铅 （mg•kg-1） ≯20 可溶性镉 （mg•kg-1） ≯20
(1)塑料型材 1)塑料地板 2)塑料门窗 3)塑料墙纸 4)玻璃钢建筑制品
(1)塑料型材 1）塑料地板 2）塑料门窗 3）塑料墙纸 4）玻璃钢建筑制品